광물 산업 _ 우라늄

https://www.youtube.com/watch?v=bYoJF47p2tQ&t=23s

→ 참고하면 좋을 만한 영상

A. 우라늄은 뭔가?

• 우라늄은 원자력발전소에서 전기를 만들 때 쓰는 핵연료의 출발 원료(= 핵연료를 만들기 위한 원자재)

• 우라늄 광석은 땅에서 캐낸 후 바로 핵연료로 쓸 수 없고 농축·제분 등의 과정을 거쳐야만 한다

• 우라늄 산업은 단순 채굴 산업이 아니라 [채굴 → 제분 → U3O8 옐로케이크 → 전환 → UF6 → 농축 → 핵연료 집합체] 로 이어지는 핵연료 공급망

• 우라늄은 원자력 발전의 연료, 핵무기, 방사선 차폐재(인체나 기기에 유해하거나 영향을 미치는 에너지를 흡수 및 반사하여 차단하는 물질) 등에 쓰인다

주요 용어 개념

U3O8, 옐로케이크

• 광산에서 나온 우라늄을 농축 전 단계로 만든 분말 형태

• 우라늄 현물 가격의 기준이 되는 형태

• U3​O8​은 우라늄이 가장 안정적으로 존재할 수 있는 상태이며 U3​O8​ 형태로 만들어야 전 세계로 안전하게 수출하고 원전 연료로 가공할 수 있다

천연 우라늄 / 농축 우라늄

• U-235 비중이 약 0.7%인 자연 상태 우라늄을 천연 우라늄

• U-235 비중이 약 3~5%인 농축 우라늄

• 우라늄-235 와 우라늄-238 은 핵이 쪼개지는 조건에서 차이가 납니다. 우라늄-235는 중성자가 들어오면 불안정해지며 핵분열을 일으키지만, 우라늄-238은 중성자를 흡수해버리는 특징을 갖고 있다.

• 대부분의 경수로(원자로)는 우라늄-235를 3~5%로 농축한 LEU를 사용

UF6

• 일반적으로, 광산에서 원석을 채굴한 후 전 세계로 안전하게 수출하고 원전 연료로 가공하기 위해 1차 가공을 한 상태가 U3O8, 옐로케이크 → 주요 광산 채굴 국가인 카자흐스탄, 캐나다, 나미비아의 수출 방식이라고 보면 됨

• U3O8, 옐로케이크 을 수입한 국가에서 전환 시설에서의 가공을 통해, 농축을 위해 기체화 가능한 형태로 바꾼 우라늄

B. 우라늄 원석·광상

우라늄 원석의 종류

• 우라니나이트·피치블랜드 원석이 가장 대표적인 우라늄 원석(우라늄 함유량이 높다)

• 우라늄 원석도 중요하지만 우라늄 광상(원소나 광물이 지각 내에 국부적으로 모여 있는 부분) 타입이 실제 채굴 경제성에는 더 중요하다

• 광상 타입이 중요한 이유는, “어떤 광상인가”에 따라 채굴 방식, 원가 구조, 개발 기간, 환경 규제, 생산 안정성, 최종 경제성이 완전히 달라지기 때문

우라늄 광상의 종류

1.사암형 광상

• 대표 채굴 방식 : 지하용액 채굴, ISR/ISL

• 대표 국가 : 카자흐스탄, 우즈베키스탄, 미국

• 품위는 낮아도 초기 투자비가 낮고 대량 생산 가능

• ISR/ISL 이란, 광물이 묻혀 있는 지하에 산성이나 알칼리성 침출 용액을 주입하여 광물을 녹인 후, 펌프로 퍼 올려 지표면에서 광물을 회수하는 친환경적이고 경제적인 현대식 채광 방법 → 해당 방식으로 생산하는 비중은 생산량의 50% 이상을 차지

2.불일치형 광상

• 대표 채굴 방식 : 지하 채굴

• 대표 국가 : 캐나다, 호주

• 광석 품질은 최고. 다만 개발 난이도·지하수·방사선 관리 부담 큼

• 우라늄이 위치한 자리가 깊은 지하의 물 많은 무른 사암층과 약한 암반 사이에 있어서 물이 차기 쉽고 지반이 무너지기 쉬운 구조. 품위가 높은 만큼 방사선 위험이 크고 무른 땅을 얼린 후 작업해야 해서 초기 개발 난이도가 높다

3.대형 노천 관입암형

• 대표 채굴 방식 : 노천 채굴

• 대표 국가 : 나미비아, 남아공

• 품위는 낮지만 규모가 커서 가격 상승기에 경제성 개선

→ 세계 우라늄 생산량은 카자흐스탄이 39%, 캐나다가 24%, 나미비아가 12%를 차지

→ 카자흐스탄은 사암형 광산, 캐나다는 불일치형 광상, 나미비아는 노천형 광상

C. 주요 플레이어, 병목

→ 주요 병목은 채굴 및 제분 부분과 전환 및 농축 부분으로 나뉜다

→ 각 병목을 취고 있는 국가를 알아보고 국제 관계도 체크(+ 주요 수출국과 수입국 간의 관계)

1.우라늄 생산량(탐사 ~ U3O8 옐로케이크)

• 광산에서 생산되는 우라늄은 전 세계 원전 수요의 90%를 차지하고 있는 상황 → 우라늄은 광산에서 거의 다 생산된다고 봐야한다

• 카자흐스탄이 39%, 캐나다가 24%, 나미비아가 12%를 차지

2.전환·농축

• 전환·농축 병목을 쥐고 있는 국가는 “우라늄을 많이 캐는 나라”와 다르다

• 전환은 U3O8을 농축하기 쉬운 UF6로 바꾸는 단계이고, 농축은 U-235 비중을 ...